沥青混合料设计施工中的几个问题

在综合分析国内外沥青混合料领域最新成果的基础上，对Superpave集料级配限制区，压实沥青混合料毛体积测量方法，沥青混合料最大理论密度和沥青路面空隙率等问题进行了探讨。为这些问题的解决提供了思路或方向并提出了看法和建议，正确认识和解决这些问题对完善我国沥青混合料路面设计，施工体系具有重要的实际意义。     

细集料对沥青混合料空隙率影响分析

采用不同细集料、级配类型、油石比、沥青类型和成型方法成型试件进行试验，研究细集料对沥青混合料空隙率的影响，并计算试件空隙率。试验结果表明，采用玄武岩粗细集料成型试件，试件空隙率明显偏大，都超出规范要求范围；采用玄武岩粗集料和石灰岩细集料成型试件，试件空隙率较小，都满足规范要求。其主要原因是玄武岩细料毛体积密度偏大，并且其不容易压实。建议最好采用玄武岩粗集料和石灰岩细集料成型试件，慎重采用玄武岩粗细集料成型试件，如该地区缺少石灰岩细集料，则应先检测玄武岩细集料的特性。     

温拌橡胶沥青混合料性能研究与级配优化

通过车辙与冻融劈裂试验,分析了DAT-H5温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,提出以集料及其级配为研究对象的级配优化方法.分析了粗集料类型对橡胶沥青混合料可压实性、高温稳定性和水稳定性的影响;结合温拌橡胶沥青混合料的特异性,对ARAC-13级配进行调整优化.研究结果表明,提高温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性措施有:根据集料与胶结料配伍性,合理选择粗集料类型;适当提高9.5 mm及以上大粒径集料用量,并以橡胶沥青与矿粉组成的沥青胶浆填充集料空隙,可降低油石质量比和VMA,有效控制空隙率.     

低温沥青混合料抗冻性能试验研究

针对低温沥青混合料抗冻性能差问题,结合表面自由能理论对低温沥青、混合料配合比进行了设计,研究了低温沥青混合料的压实特性,并分析了沥青与集料粘附性及空隙率对抗冻性能影响。结果表明,低温沥青混合料压实特性与环境温度、击实次数具有较好的相关性;沥青与集料粘附性能有效改善混合料抗冻性能;最不利空隙率为8.3%,临界空隙率为12%;LB—13级配初始强度及抗冻性能均优于AC—13级配。     

Marshall与Superpave沥青混合料压实次数关系的研究

针对Marshall与Superpave设计方法中的沥青混合料(HMA)不同压实工艺过程进行对比研究,研究目的是建立基于交通量与空隙率(密度)的沥青混合料击实次数Nm与旋转压实次数Ns的关系。在研究方法中,压实次数关系的建立采用两方面技术标准,即交通量(ESAL)标准与沥青混合料空隙率或密度标准,通过不同国家(中国,美国,日本)试验数据及规范的比较研究,建立了基于交通量与空隙率(密度)的沥青混合料组成设计压实次数的关系,即Marshall的击实次数2×75对应Superpave的旋转压实次数80~100。在此基础上,考虑交通量的不断增长,研究结论建议采用Marshall的击实次数2×75对应Superpave的旋转压实次数100作为沥青混合料组成设计的实验室压实次数,提出了中国HMA的Superpave旋转压实次数Ns建议值。同时,对于沥青混合料组成设计中的体积及强度性能等也进行了讨论。     

论Superpave组成配比的特色

以贝雷法集料级配设计理论检验了Superpave集料组成建议值，证明基本相符，可以达到多级嵌挤密实型级配要求，因而是既抗车辙又防渗水的合理组成。以表面比理论检验了Su—perpave设计法中有效沥青体积Vbe公式，证明当集料级配在建议值中值附近摆动时是合理的，在室内目标配合比设计是可用的。如集料级配变化较大，则计算结果只能作为参考值，还得作沥青混合料的旋转压实或马氏压实试验选定。     

沥青玛碲脂碎石混合料强度形成与设计要点相关性分析

从沥青玛碲脂碎石混合料强度形成、关键的体积指标、工程算例三方面分析论证了沥青玛碲脂碎石混合料的强度形成机理和设计要点的相关性，指出提高SMA混合料高温稳定性在设计过程中应采取的措施。最重要一点SMA与其他混合料设计的主要区别是沥青？昆合料压实后粗集料的骨架空隙率必须小于或等于捣实状态下粗集料的骨架间隙率。     

Sasobit对高模量沥青混合料压实特性和路用性能的影响

高模量沥青混合料由于具有较好的高低温性能而被广泛使用,但在拌合过程中需要将沥青和集料加热至很高的温度,对施工和环境保护带来极大挑战,为改善高模量沥青混合料的压实特性与施工和易性,采用粘温曲线、马歇尔试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、小梁疲劳试验研究了Sasobit掺量对高模量沥青混合料的压实特性以及路用性能的影响。试验结果表明:Sasobit的掺加显著改善了高模量沥青混合料的压实特性,而采用粘温曲线确定温拌高模量沥青混合料的拌合压实温度是不合适的,建议按照"等空隙率法"确定温拌高模量沥青混合料的拌合温度;考虑到温拌高模量沥青混合料的综合路用性能,推荐高模量沥青混合料适宜的Sasobit掺量为1%~2%。     

沥青路面水损害的病害特征与机理分析

沥青路面水损害病害类型主要包括松散、坑洞和唧浆等，沥青与石料的粘附性不足和混合料空隙率过大是造成沥青路面水损害的主要原因。试验表明，集料泥土污染对沥青混合料水稳性影响显著，沥青混合料的渗水临界空隙率为7．5％。根据试验结果，对现行规范中的某些规定和技术要求提出一些看法与意见。     

沥青混凝土混合料配合比设计中几个值得探讨的问题

现行<公路沥青路面施工技术规范>(JTJ032-94)中沥青混凝土混合料组成设计中存在一些有争议的地方,本文在集料合成级配、沥青混凝土混合料理论最大密度计算方法、细集料的规格等方面提出了自己的看法与建议;并通过大量的试验找出了沥青混凝土混合料的空隙率与矿料级配的关系;对配合比组成设计有一定的参考价值.     

基于连续级配的粗集料间隙率均匀试验研究

为进一步认识级配变化对粗集料间隙率VCA的影响,基于振动压实方式对连续密级配粗集料部分以振动频率和振动时间作为试验参数进行试验研究,试验采用3因素、15水平均匀设计方案进行。试验及回归分析表明,连续密级配矿料空隙率的大小主要取决于矿料自身性质(粒径、几何形状、表面性质),级配变化对空隙率的影响最大幅值不超过3%,无法通过调整级配而使矿料空隙率或沥青混合料矿料间隙率(VMA)发生较大改变。试验研究证实了采用振动压实试验进行粗集料间隙率研究的方法可行。     

基于级配理论的沥青混合料骨架结构研究

沥青混合料由集料、沥青胶结料和空隙组成.沥青混合料体积90％由集料构成,集料所形成的结构主要取决于集料的粒径分布及其形状.该文提出了基于集料级配理论的沥青混合料骨架结构,并以此来表征沥青混合料的路用性能.研究提出了一个基于球体填充理论的计算方法.参数包括:一级结构下的空隙率、一级结构的破坏因子和沥青胶结料在骨架结构的分布情况,它们可用于评价骨架结构的承载能力.采用骨架结构模型对几种不同级配的沥青混合料高温抗车辙能力和水稳性进行了预测,预测结果和室内外试验结果具有很好的相关性,建立的骨架结构模型可很好地用于判别沥青混合料的抗车辙性能.     

沥青碎石抗离析性能评价体系

为了评价沥青碎石抗离析特性,研发了沥青混合料抗离析测试仪,提出沥青混合料抗离析性能测试方法,并提出以集料离析值作为沥青混合料抗离析性能的评价指标;采用浸水马歇尔试验、车辙试验和小梁弯曲试验等方法,研究了离析程度对沥青碎石技术特性的影响;综合平衡考虑各方面性能,提出了沥青碎石抗离析性能推荐评价指标。结果表明:集料离析值对沥青碎石技术特性影响显著;随着粗集料离析程度的增大,其空隙率和渗水性增大,水稳定性、低温抗裂性和强度降低,高温稳定性先增大后降低;随着细集料离析程度的增大,其空隙率和渗水性减小,水稳定性和低温抗裂性提高,高温稳定性和强度降低。     

沥青混合料体积参数影响因素试验研究

为评价级配变化对沥青混合料结构组成特性的影响,以体积参数为研究对象,采用旋转压实方式成型沥青混合料,并对其展开后续试验。计算空隙率、间隙率、饱和度等体积参数,并得出各体积指标的单因素方差分析结果。统计分析结果表明:级配的变化对混合料的各项体积指标均有显著影响,其中以粗集料间隙率(VCA)变化幅度最大。     

影响沥青混合料抗剪强度的试验研究

通过对影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,研究不同的集料类型、沥青混合料级配、沥青用量以及压实度因素对抗剪强度参数的影响。结果表明:沥青是影响最大抗剪强度的主要因素,集料特性对混合料的内摩阻角影响显著;在最佳沥青用量附近,混合料的最大抗剪强度达到最大值;最大抗剪强度随着压实度增大、空隙率减小而增大,可以通过增加压实度使沥青路面抗剪能力增大。     

冻融腐蚀作用下沥青混合料耐久性影响因素的灰熵分析

针对国内外对冻融腐蚀作用下沥青混合料耐久性能鲜有研究的现状,采用真空饱水冻融劈裂试验,以冻融腐蚀因子评价经不同浓度(2.5％、5％和10％)Na2SO4溶液加速劣化后的沥青混合料性能变化规律;运用灰熵法分析了影响冻融腐蚀作用下沥青混合料耐久性影响因素——冻融次数、Na2SO4溶液浓度、集料级配、沥青用量和空隙率的显著性.研究结果表明:硫酸盐腐蚀加剧了冻融循环对沥青混合料的破坏作用;集料级配、沥青用量和空隙率对沥青混合料耐久性有较显著影响,可为盐类富集地区沥青混合料的设计和施工提供有益参考.     

沥青混合料空隙率影响因素研究

通过对不同级配细粒式沥青混合料的研究，分析了集料密度和混合料空隙率的不同测试方法和计算方法对于确定沥青混合料空隙率的影响，对其间的异同及相互关系进行了探讨，提出了确定沥青混合料空隙率时应尽量避免的人为影响，同时对今后测定和计算方法的规范化进行了展望。     

沥青混合料结构参数探讨

本文讨论了压实沥青混合料的密度与空隙率参数，试验验证了各种密度指标在分析混合料的空隙率时存在的不足，并提出了改进方法。     

针片状含量与沥青混合料性能的关系分析

针对重庆地区高速公路集料状况，通过对集料添加不同比例针片状颗粒，研究针片状含量对AC-20C沥青混合料性能的影响。研究表明，重庆地区沥青路面集料针片状含量波动范围较大，多数针片状含量为5％～15Yoo；随着针片状含量的增加，最佳油石比和空隙率增大，马歇尔稳定度、动稳定度、冻融劈裂抗拉强度比和残留稳定度均降低，降低了沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，对沥青混合料产生不利影响，建议沥青路面粗集料针片状颗粒含量不宜超过15％。     

大粒径透水性沥青混合料最佳沥青用量的确定

大粒径透水性沥青混合料(LSPM)不同于传统沥青混合料,它由较大粒径的集料形成骨架和一定量细料进行填充,形成的单粒径骨架嵌挤连通空隙结构,空隙率较高,难以完全使用常规的马歇尔试验方法确定其沥青含量。笔者参考国内外排水性大粒径沥青混合料沥青用量确定方法,考虑沥青被集料吸收的比例,通过沥青膜有效厚度和集料比表面积初步确定沥青用量,提出了其计算方法,并结合设计空隙率、析漏试验与飞散试验综合确定LSPM最佳沥青用量。